Tethys

Tethys ist der fünftgrößte Mond Saturns und eine der weißesten, saubersten Welten im Sonnensystem – eine rund 1,060 km große Kugel aus nahezu reinem Wassereis, die tief innerhalb Saturns Familie eisiger Satelliten umläuft. Mit einer Dichte von nur 0.98 g/cm³, kaum mehr als flüssiges Wasser, ist er einer der am wenigsten felsigen großen Körper, die bekannt sind: Bräche man Tethys auf, fände man bis fast ganz nach unten kaum mehr als Eis.

Für seine bescheidene Größe trägt er zwei der spektakulärsten Narben im Saturnsystem – einen Krater, fast so breit wie der Mond tief ist, und einen Bruch, der sich fast um den gesamten Umfang zieht. Beide sind gefrorene Aufzeichnungen einer gewaltsamen Frühgeschichte auf einer Welt, die sich seither kaum verändert hat.

Eine Welt aus Eis

Tethys hat einen mittleren Radius von etwa 531 km, ungefähr die Breite des US-Bundesstaates Arizona, zu einer Kugel gerollt. Was ihn auszeichnet, ist seine Zusammensetzung: Seine Dichte von etwa 0.98-mal der von Wasser ist so gering, dass der Mond fast vollständig aus Wassereis bestehen muss, mit nur wenigen Prozent beigemischtem Gestein. Das macht ihn zu einem der reinsten Eiskörper seiner Größe im gesamten Sonnensystem.

Diese eisige Zusammensetzung zeigt sich auf der Oberfläche. Tethys ist auffallend hell und reflektiert mehr Sonnenlicht als frischer Schnee – ein Zeichen dafür, dass sein Terrain aus sauberem, feinkörnigem Eis besteht, teilweise frisch gehalten durch einen leichten „Schnee“ aus Eiskörnern, die von den Geysiren des benachbarten Enceladus herantreiben. Unter dieser strahlenden Oberfläche liegt die Temperatur bei nahezu −187 °C, kalt genug, dass sich Wassereis wie festes Gestein verhält und Krater und Canyons über Milliarden von Jahren intakt hält.

Odysseus: ein Einschlag, der ihn beinahe gespalten hätte

Die Oberfläche von Tethys wird von Odysseus dominiert, einem kolossalen Einschlagkrater von etwa 400 km Durchmesser – nahezu zwei Fünftel des gesamten Monddurchmessers. Ein Einschlag dieser Größenordnung in einen so kleinen Körper hätte ihn eigentlich zerschmettern müssen; dass Tethys überlebte, ist selbst ein Hinweis darauf, wie er aufgebaut ist.

Anders als die scharfen Becken jüngerer Krater ist Odysseus ungewöhnlich flach und seicht, sein Rand abgesackt und sein Zentralgipfel wieder in Richtung des umgebenden Terrains kollabiert. Planetenforscher deuten diese geglättete, entspannte Form als Beleg dafür, dass das Eis des Mondes warm und formbar war, als der Krater entstand, und in den folgenden Zeitaltern langsam wieder zu einer Kugelform zurückfloss.

Ithaca Chasma: ein Canyon, der einen Mond umschlingt

Einem Großkreis folgend, der durch die Pole verläuft, liegt Ithaca Chasma, eines der längsten Canyonsysteme im Sonnensystem im Verhältnis zu seinem Mutterkörper: ein Graben von etwa 100 km Breite und 3 bis 5 km Tiefe, der sich über mehr als 2,000 km erstreckt – und Tethys zu rund drei Vierteln umschlingt. Passenderweise ist er nach Ithaka benannt, dem Inselkönigreich, das Odysseus beherrschte, wodurch die beiden großen Wahrzeichen des Mondes in homerischer Mythologie verbunden werden.

Sein Ursprung ist noch immer umstritten. Die führende Idee besagt, dass Ithaca Chasma entstand, als ein einstiger unterirdischer Ozean vollständig fror: Wasser dehnt sich beim Gefrieren aus, und diese Schwellung hätte die spröde Kruste darüber gedehnt und aufgerissen. Ein älterer Vorschlag verband ihn direkt mit dem Odysseus-Einschlag, doch Kraterzählungen deuten darauf hin, dass Ithaca Chasma älter ist als Odysseus, was eine direkte Verbindung unwahrscheinlich macht. So oder so ist er ein Fossil einer Epoche, in der das Innere von Tethys aktiver war als die gefrorene, ruhige Welt, die wir heute sehen.

Rätselhafte rote Bögen

Im April 2015, als der Wechsel der Jahreszeiten endlich seine nördlichen Breiten erhellte, fotografierte die NASA-Sonde Cassini etwas völlig Unerwartetes: eine Reihe schmaler, bogenförmiger rötlicher Streifen, die sich über Hunderte von Kilometern über die ansonsten blasse, eisige Oberfläche zogen. Nur wenige Kilometer breit, zählen diese roten Bögen zu den ungewöhnlichsten Farbmerkmalen, die je auf einem der Saturnmonde gesehen wurden.

Ihre Ursache bleibt eine offene Frage. Cassini-Wissenschaftler haben freiliegendes Eis, durchsetzt mit chemischen Verunreinigungen, oder Material vorgeschlagen, das entlang von Rissen aus dem Inneren entweicht, doch keine Erklärung ist gesichert. Die Bögen erinnern daran, dass selbst ein Körper, der lange als geologisch tot galt, noch echte Rätsel bergen kann.

Gefangen in Saturns Tanz

Tethys umkreist Saturn einmal alle 1.9 Tage in einer Entfernung von etwa 295,000 km und zeigt dem Planeten stets dieselbe Seite, ganz wie unser Mond es mit der Erde tut. Er ist in einer Neigungsresonanz mit dem kleineren, inneren Mond Mimas gefangen – doch da Tethys weit massereicher ist, ist es Mimas' Umlaufbahn, die hauptsächlich betroffen ist, dessen Neigung angehoben wird, während Tethys kaum gestört wird.

Noch merkwürdiger: Tethys teilt sich seine Umlaufbahn mit zwei winzigen Begleitmonden. Telesto reitet ihm voraus und Calypso folgt ihm nach, beide geparkt nahe einem der stabilen Lagrange-Punkte, 60 Grad entlang der Umlaufbahn – dieselben gravitativen Sweet Spots, die Jupiters Trojaner-Asteroiden an Ort und Stelle halten. Tethys ist eine von nur einer Handvoll bekannter Welten, die solche koorbitalen „Trojaner“-Monde hüten.

Entdeckung und Erforschung

Tethys wurde am 21. März 1684 vom italienisch-französischen Astronomen Giovanni Cassini entdeckt, der ihn und Dione in derselben Nacht erblickte und seine Saturn-Funde als „Sidera Lodoicea“, die Sterne des Louis, zu Ehren von König Ludwig XIV. gruppierte. Der mythologische Name, den wir heute verwenden, kam später, als John Herschel vorschlug, Saturns Monde nach den Titanen und Giganten der griechischen Sage zu benennen; Tethys war eine Meeres-Titanin, Tochter von Uranus und Gaia.

Der Mond blieb nur ein Lichtpunkt, bis die Sonden Voyager 1 und 2 1980 und 1981 durch das System zogen und die ersten Bilder von Odysseus und Ithaca Chasma lieferten. Die endgültige Erkundung kam vom NASA-ESA-Orbiter Cassini, der Tethys zwischen 2004 und 2017 wiederholt untersuchte, am 24. September 2005 seine engste gezielte Annäherung von 1,503 km vornahm und den Mond in dem Detail kartierte, das wir heute von ihm kennen.

Wie man ihn findet

Tethys liegt weit außerhalb der Reichweite des bloßen Auges, ist aber mit einem guten Amateurteleskop erreichbar. Unter dunklem Himmel zeigt ein Instrument von etwa 150 mm (6 Zoll) oder mehr ihn als schwachen Punkt nahe Saturn, aufgereiht entlang derselben Linie wie die Ringe des Planeten, zusammen mit seinen helleren Geschwistern Dione, Rhea und Titan. Die Herausforderung ist eher der Glanz Saturns als die Entfernung des Mondes: Schiebt man den hellen Planeten knapp aus dem Sichtfeld, lassen sich die winzigen Punkte seiner inneren Monde weit leichter ausmachen.